運動エネルギーと制動距離


運動エネルギー(kinetic energy)

運動エネルギーは、運動している物体または粒子が持つエネルギーです。運動している物体の質量を「m」、スピードを「v」といえば、物体の運動エネルギーEkは、次のように計算することができます。

Ek = ½ m v2

つまり、物体の運動エネルギーは、物体の質量に比例し、速度の二乗に比例します。

制動距離(stopping distance)

自動車のブレーキが一定の力で自動車を停止させようとするとき、自動車はすぐに停止しません。ブレーキが作動している間、自動車が進行する距離を制動距離と呼ばれます。
仕事の定義(日=力x距離)により、自動車の運動エネルギーは、ブレーキの力に制動距離を乗じた値と同じです。

自動車の運動エネルギー = ½ m v2 = ブレーキの力 x 制動距離

ブレーキの力が一定であるとすれば、制動距離は自動車の速度の二乗に比例します。
つまり、速度が2倍、3倍、4倍になると制動距離は4倍、9倍、16倍に増加します。これは、高速道路での事故が発生したとき、危険な理由です。